DE2843064C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 21 64 614 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird Flüssigkeit aus einem Auslaufkanal zur Erzeugung fliegender Tröpfchen unter Einsatz einer Druckerzeugungseinrichtung ausgestoßen. Dabei ist eine äußere, dem Auslaufkanal zunächst liegende Kammer, in welcher ein Zulaufkanal für die Schreibflüssigkeit mündet, und eine innere Kammer vorgesehen, welche die Vorrichtung zum Erzeugen der Drucksteigerung enthält, wobei diese beiden Kammern über einen mit dem Auslaufkanal in einer Flucht liegenden Verbindungskanal miteinander verbunden sind. Als Druckerzeugungseinrichtung in der inneren Kammer ist z. B. ein Wärmeerzeugungswiderstand beschrieben, bei dessen Erhitzung in der inneren Kammer Dampf bzw. ggf. ein Bläschen entsteht, das einen Druckanstieg in der inneren Kammer bewirkt, der über den Verbindungskanal in der äußeren Kammer wirksam wird, so daß schließlich ein Tropfen aus dem Auslaufkanal ausgetragen wird. Die Erzeugung von über eine größere Distanz frei fliegenden Tröpfchen definierter Gestalt und definierten Volumens ist mit dem bekannten Aufzeichnungsverfahren allerdings nicht möglich.

Des weiteren ist aus der US-PS 38 78 519 ein Flüssigkeitsstrahl- Aufzeichnungsverfahren bekannt, bei dem die Tinte unter Überdruck kontinuierlich aus einer Tintendüse ausgepreßt wird. Um die Aufteilung des ausgepreßten Flüssigkeitsstrahls in einzelne Tröpfchen zu vereinheitlichen, wird dem Flüssigkeitsstrahl im Bereich des Düsenaustritts periodisch Wärme zugeführt, die die Einschnürung des Flüssigkeitsstrahls zur Tröpchenbildung fördert. Eine Tröpfchenerzeugung allein durch die Einwirkung der thermischen Energie erlaubt das bekannte Aufzeichnungsverfahren allerdings nicht, sondern es ist hierfür stets das kontinuierliche Herauspressen der Tinte aus der Düse und der Überdruck erforderlich. Der thermischen Energie kommt somit lediglich Hilfsfunktion zur Vereinheitlichung der Tröpfchengröße, nicht aber die Bedeutung der eigentlichen primären Erzeugung der Tröpfchen zu. Das bekannte Verfahren ist z. B. für den Einsatz bei Aufzeichnungen, bei denen nur die tatsächlich benötigten Tröpfchen erzeugt werden und somit im Weißbereich ein Tintenaustritt aus den Düsen unterbleibt, völlig ungeeignet.

Darüberhinaus ist in der DE-OS 21 15 530 ein Schreibkopf offenbart, bei dem in einem rechtwinklig abgekröpften Tintenkanal nahe der Austrittsöffnung eine Entladungsstrecke zwischen zwei Elektroden ausgebildet ist. Bei Anlegen einer entsprechenden Spannung an die beiden Elektroden findet in der Entladungsstrecke ein Funkenüberschlag statt, der innerhalb der Flüssigkeit einen Überdruck erzeugt, als Folge dessen Flüssigkeit aus der Öffnung ausgespritzt werden soll. Welcher Effekt des Funkenüberschlages den Überdruck herbeiführen soll, ist der DE-OS 21 15 530 allerdings nicht entnehmbar, d. h. es bleibt offen, ob der Überdruck z. B. lediglich durch die mechanische Schockwelle des zwischen den Elektroden überspringenden Funkens hervorgerufen ist. Die bekannte Gestaltung mit Entladungsstrecke dürfte allerdings nicht im Stande sein, über einen längeren Zeitraum hinweg Tröpfchen definierter Größe zu erzeugen, da davon auszugehen ist, daß das Entladungsverhalten der Entladungsstrecke stark von äußeren Einflüssen und auch von der Tröpfchenfrequenz abhängt. Zudem bedeutet die Notwendigkeit der Einführung zweier im Abstand stehender Eelektroden bestimmter Konfiguration in den gekröpften Tintenkanal deutliche Beschränkungen hinsichtlich der Freiheit des Aufbaus des bekannten Aufzeichnungskopfes.

Schließlich ist aus der US-PS 31 77 800 ein Drucker bekannt, der gleichfalls mit einer Entladungsstrecke zwischen zwei Elektroden arbeitet. Dort tritt die Tinte allerdings nicht in Form einzelner Tröpfchen definierter Gestalt aus der Austragsöffnung heraus, sondern die ausgestoßene Tinte besteht aus einer Vielzahl winziger Tröpfchen, die gewissermaßen einen Tintennebel bilden. Eine konturenscharfe klare Aufzeichnung ist mit einer solchen Anordnung nicht erreichbar.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. eine Flüssigkeitsstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 derart auszugestalten, daß sich Flüssigkeitströpfchen definierter Gestalt erzeugen lassen und die Gestaltungsfreiheit des zugehörigen Aufzeichnungskopfes erhöht ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen und hinsichtlich der Vorrichtung mit den im Patentanspruch 10 genannten Merkmalen gelöst.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Flüssigkeit sowohl beim Ausstoßen als auch beim Nachfüllen der Flüssigkeitsstrahl- Aufzeichnungsvorrichtung im wesentlichen nur in eine Richtung geführt wird, und daß der Erwärmungskammerabschnitt zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßabschnitt angeordnet ist, ist die Wärmeerzeugung sehr exakt und reproduzierbar steuerbar, so daß die ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchen definiertes und reproduzierbares Volumen besitzen. Dabei ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad bzgl. der Umsetzung der elektrischen Energie in Ausstoßenergie und auch eine gute Abkühlung des Erwärmungskammerabschnitts durch nachströmende Flüssigkeit. Zudem lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr hohe Tröpfchenfrequenzen erzielen, ohne daß die Tröpfchenausstoßung instabil wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Prinzips des Aufzeichnungsverfahrens;

Fig. 2 und 3 schematische Ansichten von Ausführungsbeispielen der Aufzeichnungsvorrichtung;

Fig. 4 schematische Ansichten von Ausführungsbeispielen eines Aufzeichnungskopfs, der einen Hauptbestandteil der Aufzeichnungsvorrichtung bildet;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Beispiels eines Steuermechanismus zur Verwendung bei der Aufzeichnung mit dem in Fig. 4 gezeigten Aufzeichnungskopf;

Fig. 6(a), (b) und (c) schematische Schnittansichten von Düsen weiterer Ausführungsbeispiele von Aufzeichnungsköpfen;

Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Mehrfach-Düsenöffnungs- Aufzeichnungskopfs, wobei die Fig. 7a, b und c eine Vorderansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie X-Y in Fig. 7 sind;

Fig. 8 bis 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Mehrfach-Düsenöffnungs- Aufzeichnungskopfes, wobei die Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht die Fig. 9 eine schematische Vorderansicht, die Fig. 10 eine Teilschnittansicht entlang der Linie X1-Y1 in Fig. 8 und die Fig. 11 eine Teilschnittansicht entlang der Linie X₂-Y₂ in Fig. 10 ist;

Fig. 12 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Energieübertragung und der Temperaturdifferenz ΔT zwischen der Oberflächentemperatur eines Heizelements und der Siedetemperatur einer Flüssigkeit;

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines Beispiels für den Steuerungsmechanismus zur Verwendung bei der Aufzeichnung mit dem in Fig. 8 gezeigten Aufzeichnungskopf;

Fig. 14 ein Zeitsteuerungsdiagramm einer Pufferfunktion einer in Fig. 13 gezeigten Pufferschaltung;

Fig. 15 ein Zeitsteuerungsdiagramm eines Beispiels einer Zeitsteuerung von Signalen, die an in Fig. 17 gezeigte elektrothermische Wandler anzulegen sind;

Fig. 16 ein Beispiel für den bei dem vorstehend genannten Beispiel erzielbaren Ausdruck;

Fig. 17 ein Blockschaltbild eines weiteren Beispiels für den Steuermechanismus zur Verwendung bei der Aufzeichnung mit dem in Fig. 8 gezeigten Aufzeichnungskopf;

Fig. 18 ein Zeitsteuerungsdiagramm einer Pufferfunktion einer in Fig. 21 gezeigten Zeilen-Pufferschaltung;

Fig. 19 ein Zeitsteuerungsdiagramm eines Beispiels für die Zeitsteuerung von Signalen, die beim Beispiel des Steuerungsmechanismus nach Fig. 17 an elektrothermische Wandler anzulegen sind;

Fig. 20 ein Beispiel für den Ausdruck, der bei dem vorstehend genannten Beispiel erzielbar ist;

Fig. 21 und 22 schematische perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsformen der Aufzeichnungsvorrichtung;

Fig. 23 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines Aufzeichnungskopfes, der einen Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung bildet;

Fig. 24 eine Schnittansicht entlang der Linie X″-Y″ in Fig. 23.

Das Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsverfahren ist insofern vorteilhaft, als es leicht einen sehr gedrängten Mehrfach-Düsenöffnungs-Aufbau zuläßt, der ein sehr schnelles Aufzeichnen erlaubt, als es ein klares Bild verbesserter Qualität ohne Nebenflecken oder Hintergrundschwärzung ergibt und als es ferner eine beliebige Steuerung sowohl der Menge ausgestoßener Flüssigkeit als auch der Dimensionen der Tröpfchen durch Steuerung der je Zeiteinheit zugeführten Wärmeenergie bzw. thermischen Energie erlaubt. Ferner ergibt die Aufzeichnungsvorrichtung für das Aufzeichnungsverfahren einen außerordentlich einfachen Aufbau, was eine sehr kleine bzw. sehr präzise Bearbeitung erlaubt und daher eine beträchtliche Größenverringerung eines Aufzeichnungskopfs selbst ermöglicht, der einen wichtigen Teil der Vorrichtung bildet; ferner ist auch aufgrund des einfachen Aufbaues und der leichten mechanischen Bearbeitung ein sehr gedrängter Mehrfach-Düsenöffnungs-Aufbau erreichbar, der für eine schnelle Aufzeichnung unerläßlich ist; weiterhin besteht steht Konstruktionsfreiheit hinsichtlich der Anordnung der Düsenöffnungen in irgendeiner gewünschten Form bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs mit mehreren Düsenöffnungen, die die Erzielung eines Aufzeichnungskopfs in Form einer Vollzeilenschiene bzw. Vollzeilenanordnung ermöglicht.

Gemäß Fig. 1 wird einer Düse 1 eine Flüssigkeit 3 unter einem vorbestimmten Druck P zugeführt, der durch eine geeignete Druckvorrichtung wie eine Pumpe hervorgerufen ist, wobei der Druck entweder dafür ausreicht, die Flüssigkeit über eine Düsenöffnung 2 gegen die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an der Düsenöffnung auszustoßen, oder aber für einen derartigen Ausstoß nicht ausreichend ist. Wenn in einem Abschnitt einer Breite Δ1 (Erwärmungskammerabschnitt) der Flüssigkeit 3a thermische Energie bzw. Wärme zugeführt wird, der in der Düse 1 in einem Abstand 1 von der Düsenöffnung 2 entfernt liegt, bewirkt eine starke Zustandsänderung dieser Flüssigkeit 3a, daß die in der Strecke 1 der Düse 1 enthaltene Flüssigkeit 3b teilweise oder im wesentlichen vollständig entsprechend der Menge der zugeführten Wärme aus der Düsenöffnung 2 ausgestoßen wird und hin zu einem Aufzeichnungsempfangsmaterial 4 fliegt, um auf diesem in einer vorbestimmten Lage abgelagert zu werden.

Wenn die in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 vorhandene Flüssigkeit 3a Wärme ausgesetzt wird, bewirkt dies eine momentane bzw. sofortige Zustandsänderung durch Bildung von Bläschen an der die Wärme aufnehmenden Seite der Flüssigkeit, wodurch aufgrund der sich aus dieser Zustandsänderung ergebenden Kraft die Flüssigkeit 3b auf dem Abstand bzw. der Strecke 1 teilweise oder im wesentlichen vollständig aus der Düsenöffnung 2 ausgestoßen wird. Auf das Beenden der Zuführung von Wärme hin oder auf sofortiges Nachfüllen von Flüssigkeit in einer der ausgestoßenen Menge entsprechenden Menge werden die in der Flüssigkeit 3a gebildeten Bläschen sofort verkleinert und verschwinden oder ziehen sich zu einem vernachlässigbaren Ausmaß zusammen.

Durch die Volumenzusammenziehung bzw. räumliche Zusammenziehung der Bläschen oder aber durch aufgezwungenen Druck bzw. Zwangszusammenpressung wird in die Düse 1 die Flüssigkeit in einer der ausgestoßenen Menge entsprechenden Menge nachgefüllt.

Die Ausmaße von über die Düsenöffnung 2 ausgestoßenen Tröpfchen 5 hängt von der Menge der zugeführten Wärme, der Breite Δ1 des Erwärmungskammerabschnitts mit der Flüssigkeit 3a, die in der Düse 1 der Wärme ausgesetzt ist, dem Innendurchmesser d der Düse 1, dem Abstand 1 von der Düsenöffnung 2 bis zu dem Ort der Einwirkung der Wärme, dem Druck P der Flüssigkeit sowie der spezifischen Wärme, der Wärmeleitfähigkeit und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Flüssigkeit ab. Es ist daher auf einfache Weise möglich, die Dimensionen der Tröpfchen 5 durch Änderung eines oder zweier dieser Faktoren zu steuern und auf diese Weise einen gewünschten Durchmesser der Tröpfchen bzw. der Flecken oder Punkte an dem Aufzeichnungsempfangsmaterial 4 zu erzielen. Insbesondere ermöglicht eine Änderung des Abstands 1, nämlich des Orts der Einwirkung der Wärme während der Aufzeichnung eine beliebige Steuerung der Größe der aus der Düsenöffnung 2 ausgestoßenen Tröpfchen 5 ohne Änderung der je Zeiteinheit zugeführten Wärmemenge, so daß dadurch in einfacher Weise ein Bild mit Gradation bzw. Tönung erzielt werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die an die in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 der Düse 1 vorhandene Flüssigkeit 3a zuzuführende Wärme entweder zeitlich kontinuierlich oder impulsweise intermittierend sein.

Im Falle der impulsweisen Zuführung ist es außerordentlich einfach, durch geeignete Wahl der Frequenz, der Amplitude und der Breite von Impulsen die Größe der Tröpfchen und die je Zeiteinheit erzeugte Anzahl derselben zu steuern.

Im Falle einer zeitlich nicht kontinuierlichen Energiezufuhr kann die zuzuführende Wärme mit der aufzuzeichnenden Information moduliert werden. Durch entsprechend der Aufzeichnungsinformationssignale impulsförmiges Zuführen der Wärme ist es möglich, daß alle aus der Düsenöffnung 2 ausgestoßenen Tröpfchen Aufzeichnungsinformationen tragen, und auf diese Weise durch Ablagerung aller dieser Tröpfchen auf dem Aufzeichnungsempfangsmaterial 4 die Aufzeichnung erzielen.

Andererseits wird im Falle der nicht kontinuierlichen Energiezufuhr ohne Modulation mittels der Aufzeichnungsinformation die Wärme vorzugsweise wiederholt mit einer bestimmten festgelegten Frequenz zugeführt.

In einem solchen Fall wird die Frequenz in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Art und der physikalischen Eigenschaften der zu verwendenden Flüssigkeit, der Form der Düse, des in der Düse enthaltenen Flüssigkeitsvolumens, der Flüssigkeitszufuhrgeschwindigkeit in die Düse, des Durchmessers der Düsenöffnung, der Aufzeichnungsgeschwindigkeit usw. gewählt und üblicherweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 1000 kHz, vorzugsweise von 1 bis 1000 kHz und am günstigsten von 2 bis 500 kHz gewählt.

Der an die Flüssigkeit 3 in diesem Fall angelegte Druck kann entweder auf einen Wert gewählt werden, bei dem selbst bei Fehlen der Wirkung der Wärme ein Ausstoß der Flüssigkeit 3 über die Düsenöffnung 2 verursacht wird, oder auf einen Wert, bei dem ohne die Wärme kein derartiger Ausstoß erfolgt. In jedem Fall ist es möglich, durch wiederholte Volumenänderungen, die sich aus der Bläschenbildung der Flüssigkeit 3a in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 unter Einwirkung der Wärme ergeben, oder durch eine Vibration bzw. Schwingung, die sich aus wiederholten Volumensänderungen bei den auf diese Weise ausgebildeten Bläschen ergibt, den Ausstoß einer Folge von Tröpfchen mit einem gewünschten Durchmesser bei einer gewünschten Frequenz bzw. Häufigkeit zu bewirken.

Zur Erzielung der Aufzeichnung werden die auf die vorstehend erläuterte Weise ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchen einer der Aufzeichnungsinformation entsprechenden Steuerung durch eine elektrische Ladung bzw. ein elektrisches Feld oder durch eine Luftströmung unterzogen.

Im Falle der zeitlich kontinuierlichen Wärmeenergiezufuhr konnte bei dem Aufzeichnungsverfahren festgestellt werden, daß die Größe der Tröpfchen und die je Zeiteinheit erzeugte Anzahl derselben hauptsächlich durch die je Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge, den auf die Flüssigkeit in der Düse 1 ausgeübten Druck P, die spezifische Wärme, den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Wärmeleitfähigkeit dieser Flüssigkeit sowie durch die zum Ausstoß der Tröpfchen aus der Düsenöffnung 2 erforderliche Energie bestimmt sind. Es ist daher möglich, die Größe und die Anzahl der Tröpfchen dadurch zu steuern, daß von den vorstehend genannten Faktoren die Wärmemenge je Zeiteinheit und/oder der Druck P gesteuert werden.

Bei dem Aufzeichnungsverfahren wird die der Flüssigkeit 3 zugeführte Wärme durch Speisung eines thermischen bzw. Wärme-Wandlers mit geeigneter Energie erzeugt. Diese Energie kann irgendeine beliebige Form haben, solange sie in thermische Energie bzw. Wärme umsetzbar ist, jedoch ist im Hinblick auf eine leichte Zufuhr, Übertragung und Steuerung elektrische Energie und im Hinblick auf Vorteile wie hohen Umsetzwirkungsgrad, Möglichkeit der Konzentration hoher Energie auf ein kleines Zielgebiet, die Möglichkeit einer Miniaturisierung des Aufbaus und einfache Zufuhr, Übertragung und Steuerung die Energie aus einem Laser bzw. Laserstrahl vorzuziehen.

Im Falle der Verwendung elektrischer Energie ist der vorstehend genannte Wandler ein elektrothermischer Wandler, der entweder in direkter Berührung oder über ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit an der Innenwand oder der Außenwand des Erwärmungskammerabschnitts Δ1 der Düse 1 in der Weise angebracht ist, daß die Flüssigkeit 3a wirkungsvoll der Wärme ausgesetzt werden kann.

Im Falle der Verwendung von Laserenergie kann der vorstehend genannte Wandler entweder die Flüssigkeit 3 selbst oder ein anderes an der Düse 1 angebrachtes Element sein.

Beispielsweise absorbiert eine Flüssigkeit 3, die ein Material enthält, das auf Absorption von Laserenergie bzw. Laserstrahlenergie Wärme erzeugt, die Laserstrahlenergie direkt, so daß durch die sich ergebende Wärme eine Zustandsänderung verursacht wird, wodurch der Ausstoß der Tröpfchen aus der Düse 1 erfolgt. Als weiteres Beispiel überträgt eine Schicht, die auf die Absorption von Laserstrahlenergie Wärme erzeugt, bei ihrem Anbringen an der Außenfläche der Düse 1 die durch die Laserstrahlenergie erzeugte Wärme über die Düse 1 auf die Flüssigkeit 3, wodurch in dieser eine Zustandsänderung verursacht wird und auf diese Weise Tröpfchen aus der Düse 1 ausgestoßen werden.

Das zur Verwendung bei der Aufzeichnungsvorrichtung bzw. dem Aufzeichnungsverfahren geeignete Aufzeichnungsempfangsmaterial 4 kann irgendein Material sein, das gewöhnlich auf dem technischen Gebiet der Aufzeichnung verwendet werden.

Beispiele für ein derartiges Aufzeichnungsempfangsmaterial sind Papier, Kunststoffblätter, Metallblätter und Schicht- bzw. Laminations-Materialien derselben, jedoch ist im Hinblick auf die Aufzeichnungseigenschaften, die Kosten und die Handhabung Papier vorzuziehen. Derartiges Papier kann beispielsweise gewöhnliches Papier, reines Papier, leichtes beschichtetes Papier, beschichtetes Papier, Kunstdruckpapier oder dergleichen sein.

Nachstehend werden nun Ausführungsbeispiele der Aufzeichnungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung in Einzelheiten erläutert.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels, das für eine Aufzeichnung mit Tröpfchen nach Bedarf bzw. Erfordernis unter Verwendung elektrischer Energie als Wärmequelle geeignet ist; bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Aufzeichnungskopf 6 an einem festen Ort an einer Düse 7 mit einem elektrothermischen Wandler 8 wie beispielsweise einem sog. thermischen bzw. Thermokopf oder Erwärmungskopf versehen, der den Erwärmungskammerabschnitt umgibt. Die Düse 7 wird aus einem Flüssigkeitsbehälter 9 unter einem vorbestimmten Druck, nötigenfalls über eine Pumpe 10, mit einem flüssigen Aufzeichnungsmittel bzw. einer Flüssigkeit 11 gespeist.

Zur Steuerung der Durchflußrate der Flüssigkeit 11 oder zur Unterbrechung der Strömung der Flüssigkeit zu der Düse 7 ist ein Ventil 12 vorgesehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 ist der elektrothermische Wandler 8 in einem vorbestimmten Abstand von dem vorderen Ende der Düse 7 und in enger Berührung mit der Außenwand derselben angebracht, wobei diese Berührung dadurch wirksamer gestaltet werden kann, daß ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit zwischengesetzt wird oder daß die Düse selbst aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der elektrothermische Wandler 8 fest an der Düse 7 angebracht; es ist jedoch aber auch möglich, die Größe der aus der Düse 7 ausgestoßenen Tröpfchen der Flüssigkeit 11 in geeigneter Weise dadurch zu steuern, daß der Wandler auf der Düse 7 verschiebbar gemacht wird oder daß an anderen Stellen zusätzliche elektrothermische Wandler angebracht werden.

Die Aufzeichnung bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt dadurch, das Aufzeichnungsinformationssignale einer Signalverarbeitungsvorrichtung 14 zugeführt und dort diese Signale in Impulssignale umgesetzt werden, wonach die auf diese Weise erzielten Impulssignale an den elektrothermischen Wandler 8 angelegt werden.

Auf den Empfang der den Aufzeichnungsinformationssignalen entsprechenden Impulssignale hin erzeugt der elektrothermische Wandler 8 momentan bzw. sofort Wärme, die der Flüssigkeit 11 in dem mit dem Wandler 8 gekoppelten Erwärmungskammerabschnitt zugeführt wird. Unter Einwirkung der Wärme unterliegt die Flüssigkeit 11 momentan bzw. sofort einer Zustandsänderung, die bewirkt, daß die Flüssigkeit 11 in Form von Tröpfchen 13 aus einer Düsenöffnung 15 der Düse 7 ausgestoßen und auf einem Aufzeichnungsempfangsmaterial 16 abgelagert wird.

Die Größe der über die Düsenöffnung 15 ausgestoßenen Tröpfchen 13 hängt von dem Durchmesser der Düsenöffnung 15, der Menge der in der Düse 7 und vor dem Ort des elektrothermischen Wandlers 8 vorhandenen Flüssigkeit, den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit 11 und der Größe der elektrischen Impulssignale ab.

Auf das Ausstoßen der Tröpfchen 13 aus der Düsenöffnung 15 der Düse 7 hin wird aus dem Flüssigkeitsbehälter 9 die Düse 7 mit der Flüssigkeit in einer Menge wieder aufgefüllt, die der ausgestoßenen Menge entspricht. In diesem Fall muß die für dieses Nachfüllen erforderliche Zeit kürzer als das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden elektrischen Impulsen sein.

Nachdem auf die Übertragung der Wärmeenergie von dem Wandler 8 auf die Flüssigkeit 11 ein Teil der Flüssigkeit oder im wesentlichen die ganze Flüssigkeit zwischen dem Ort des elektrothermischen Wandlers 8 und dem vorderen Ende bzw. dem Auslaßabschnitt der Düse 7 durch eine Zustandsänderung in dem Erwärmungskammerabschnitt aus der Düse ausgestoßen ist und gleichzeitig mit der sofortigen Nachfüllung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 9 über ein Rohr nimmt die Fläche in der Umgebung bzw. Nachbarschaft des elektrothermischen Wandlers 8 bis zum Anlegen eines nächsten elektrischen Impulssignals an den Wandler 8 wieder den ursprünglichen thermisch stationären Zustand ein.

Falls der Aufzeichnungskopf 6 gemäß der Darstellung in Fig. 2 aus einem Einzelkopf gebildet ist, kann die Abtastung bzw. Ablenkung für die Aufzeichnung dadurch erzielt werden, daß die Versetzungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 6 senkrecht zum Aufzeichnungsempfangsmaterial 16 in der Ebene desselben gewählt wird; auf diese Weise ist es möglich, eine Aufzeichnung an der ganzen Fläche des Aufzeichnungsempfangsmaterials 16 zu erzielen. Ferner kann durch Verwendung eines später erläuterten Mehrfach- Düsenaufbaues bzw. Aufbaues mit mehreren Düsenöffnungen bei dem Aufzeichnungskopf 6 die Aufzeichnungsgeschwindigkeit gesteigert werden und die Versetzung des Aufzeichnungskopfs 6 während der Aufzeichnung dadurch entfallen, daß ein Vollzeilen-Schienenaufbau bzw. -Stangenaufbau verwendet wird, bei dem eine Anzahl von Düsen in einer Zeile über die für die Aufzeichnung an dem Aufzeichungsempfangsmaterial 16 erforderliche Breite angeordnet ist.

Der elektrothermische Wandler 8 kann nahezu jeder beliebige Wandler sein, der zur Umsetzung elektrischer Energie in Wärme geeignet ist, jedoch ist ein sog. Thermokopf besonders geeignet, wie er in der letzten Zeit auf dem Gebiet der Wärmeempfindlichkeits-Aufzeichnung verwendet wurde.

Derartige elektrothermische Wandler können einfach auf den Empfang eines elektrischen Stroms hin Wärme erzeugen, jedoch ist eine wirkungsvollere Ein-Aus-Wirkung der Wärmeenergie an dem Aufzeichnungsmaterial entsprechend dem Aufzeichnungsinformationssignalen dadurch zu erwarten, daß elektrothermische Wandler verwendet werden, die den sog. Peltier-Effekt zeigen, nämlich Wandler, die durch einen Strom in einer Richtung eine Wärmeabgabe und durch einen Strom in der Gegenrichtung eine Wärmeabsorption ergeben.

Beispiele für derartige elektrothermische Wandler sind ein Verbindungselement aus Bi und Sb und ein Verbindungselement aus (Bi · Sb)₂Te₃ und Bi₂(Te · Se)₃.

Ferner ist als elektrothermischer Wandler auch die Kombination eines Thermokopfs und eines Peltier-Effekt-Elements wirkungsvoll.

Gemäß Fig. 3, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, ist ein Aufzeichnungskopf 17 auf ähnliche Weise wie gemäß der Darstellung in Fig. 2 an einer Düse 18 mit einem elektrothermischen Wandler 19 so versehen, daß dieser den Erwärmungskammerabschnitt umgibt, wobei die Düse 18 mit einer Düsenöffnung 20 eines vorbestimmten Durchmessers für den Ausstoß einer Flüssigkeit 21 ausgestattet ist.

Der Aufzeichnungskopf 17 ist an einen Flüssigkeitsbehälter 22 über eine Pumpe 23 und ein Rohr angeschlossen, um auf die in der Düse 18 enthaltene Flüssigkeit 21 einen gewünschten Druck auszuüben und dadurch einen Strom 24 von Flüssigkeit über die Düsenöffnung 20 zu einer Fläche eines Aufzeichnungsempfangsmaterials 26 hin auszustoßen.

Eine elektrische Betätigungsvorrichtung bzw. Schaltvorrichtung 25, die elektrische Impulssignale zur Ansteuerung des elektrothermischen Wandlers 19 abgibt, ist an diesen angeschlossen, um dadurch mit einem vorbestimmten Zeitintervall Flüssigkeitströpfchen 27 zu bilden.

Zwischen dem Aufzeichnungskopf 17 und dem Aufzeichnungsempfangsmaterial 26 und in geringem Abstand vom vorderen Ende der Düse 18 sind eine Ladeelektrode 28 für die Ladung der auf diese Weise gebildeten Tröpfchen 27 und Ablenkungselektroden 30 zur Ablenkung der Flugrichtung der Tröpfchen 27 entsprechend der Ladungsmenge derselben angebracht, wobei die Elektroden so angebracht sind, daß ihre Mittel mit der Mittelachse der Düse 18 übereinstimmt. Ferner ist in einer vorbestimmten Lage zwischen den Ablenkungselektroden 30 und dem Aufzeichnungsempfangsmaterial 26 eine Ablaufrinne 31 für die Wiedergewinnung von Tröpfchen 29 angebracht, die nicht zur Aufzeichnung verwendet werden. Die in der Ablaufrinne 31 rückgewonnenen Tröpfchen werden zur Wiederverwendung über ein Filter 32 zu dem Flüssigkeitsbehälter 22 zurückgebracht, wobei das Filter 32 dafür vorgesehen ist, aus dem mittels der Ablaufrinne 31 zurückgewonnenen Aufzeichnungsmittel Fremdkörper zu entfernen, die die Aufzeichnung beispielsweise durch Verstopfung der Düse 18 beeinträchtigen könnten.

Die Ladeelektrode 28 ist an eine Signalverarbeitungsvorrichtung 33 zum Verarbeiten von Eingangsinformationssignalen und Anlegen von auf diese Weise erhaltenen Ausgangssignalen an die Ladeelektrode 28 angeschlossen.

Auf die Aufnahme elektrischer Impulssignale einer gewünschten Frequenz aus der elektrischen Betätigungs- bzw. Schaltvorrichtung 25 hin führt der elektrothermische Wandler 19 dementsprechend Wärme der in dem Erwärmungskammerabschnitt enthaltenen Flüssigkeit zu, um in dieser periodisch eine plötzliche bzw. momentane Zustandsänderung zu verursachen, wobei eine sich daraus ergebende periodische Kraft auf den vorstehend genannten Strom der Flüssigkeit 24 ausgeübt wird. Als Folge davon wird der Strom in eine Folge in gleichem Abstand ausgestoßener Tröpfchen mit gleichförmigem Durchmesser aufgebrochen bzw. aufgeteilt. In dem Moment der Trennung von dem Strom 24 wird ein jedes Tröpfchen mittels der Ladeelektrode 28 selektiv entsprechend den Aufzeichnungssignalen geladen. Die auf diese Weise bei Vorbeilaufen an der Ladeelektrode 28 geladenen Tröpfchen 27 fliegen zu dem Aufzeichnungsempfangsmaterial 26 hin, wobei sie bei Durchlaufen des Raums zwischen den Ablenkungselektroden 30 durch ein zwischen den Ablenkungselektroden 30 mittels einer Hochspannungsquelle 34 gebildetes elektrisches Feld entsprechend ihrer Ladung abgelenkt werden, wodurch zur Erzielung der gewünschten Aufzeichnung nur die für die Aufzeichnung notwendigen Tröpfchen auf das Aufzeichnungsempfangsmaterial 26 aufgebracht werden.

Durch geeignete Steuerung der Zeitgabe für die Tröpfchenbildung und der Zeitgabe für das Anlegen von Signalspannungen an die Ladeelektrode 28 können die auf das Aufzeichnungsempfangsmaterial 26 aufgebrachten Tröpfchen diejenigen sein, die elektrostatische Ladung tragen, oder aber diejenigen, die keine Ladung tragen.

Falls die zur Aufzeichnung verwendeten Tröpfchen diejenigen ohne Ladung sind, ist es vorzuziehen, wenn die Tröpfchen in Richtung der Schwerkraft ausgestoßen werden und die anderen zusätzlichen Vorrichtungen dementsprechend angeordnet werden.

Die Fig. 4 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, bei welchem ein Aufzeichnungskopf 65 mit einer Düsenöffnung 66 für den Ausstoß eines flüssigen Aufzeichnungsmittels, einer Öffnung 67 für das Einführen dieses Aufzeichnungsmittels und einem elektrothermischen Wandler 69 an der Außenfläche einer Wand 70 eines Erwärmungskammerabschnitts 68 versehen ist, an dem das flüssige Aufzeichnungsmittel bzw. die Aufzeichnungsflüssigkeit unter Einwirkung von Wärme eine Zustandsänderung erfährt.

Der elektrothermische Wandler 69 ist im wesentlichen aus einem Wärmeerzeugungs-Widerstand 71, der an der Außenfläche der Wand 70 angebracht ist, Elektroden 72 und 73, die zur Stromversorgung an jeweiligen Enden des Widerstands 71 angebracht sind, einer Antioxidations- bzw. Oxidationsschutzschicht 74 als an den Widerstand 71 zum Verhindern der Oxidation desselben angebrachte Schutzschicht und eventuell einer Abriebs- bzw. Verschließschutzschicht 75 zum Verhindern von sich aus mechanischem Abrieb bzw. Verschleiß ergebenden Schäden gebildet.

Beispiele für zur Bildung des Wärmeerzeugungs- Widerstands 71 geeignetes Material sind: Tantalnitrid, Nichrom, Silber-Palladium-Legierung, Silicium-Halbleiter und Boride von Metallen wie Hafnium, Lanthan, Zirkonium, Titan, Tantal, Wolfram, Molybdän, Niob, Chrom oder Vanadium.

Von den vorstehend genannten Materialien sind insbesondere Metallboride vorzuziehen, wobei sich die vorzugsweise Verwendung in folgender absteigender Ordnung ergibt: Hafniumborid, Zirkoniumborid, Lanthanumborid, Tantalborid, Vanadiumborid und Niobborid.

Der Widerstand 71 kann aus den vorstehend genannten Materialien beispielsweise durch Elektronenstrahlaufdampfung oder -aufsprühung hergestellt werden.

Die Dicke des Widerstands 71 wird in bezug auf seine Oberfläche, das Material, die Form und Abmessung des Erwärmungskammerabschnitts Δ1, den tatsächlichen Leistungsverbrauch usw. so bestimmt, daß eine gewünschte Wärmeerzeugung je Zeiteinheit erzielt wird, wobei die Dicke allgemein in einem Bereich von 0,001 bis 5 µm und vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 1 µm liegt.

Die Elektroden 72 und 73 können aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden, die gewöhnlich für die Ausbildung derartiger Elektroden verwendet werden, wie beispielsweise Metalle wie Al, Ag, Au, Pt, Cu usw.; die Elektroden können beispielsweise durch Aufdampfung mit gewünschter Größe, Form und Dicke an einer gewünschten Stelle hergestellt werden.

Die Oxidationsschutzschicht 74 kann beispielsweise aus SiO₂ gebildet und beispielsweise durch Aufsprühen hergestellt werden.

Die Verschleißschutzschicht bzw. Abriebschutzschicht 75 kann beispielsweise aus Ta₂O₅ gebildet und gleichfalls beispielsweise durch Aufsprühen hergestellt werden.

Die Düse 76 kann aus nahezu jedem Material gebildet sein, das wirkungsvoll die thermische Energie von dem elektrothermischen Wandler 69 zu der in der Düse 76 enthaltenen Flüssigkeit 80 überträgt, ohne daß es durch die Wärmeenergie eine irreversible Verformung erfährt. Typische Beispiele für derartige vorzugsweise zu wählende Materialien sind Keramikmaterialien, Glas, Metalle, wärmebeständige Kunststoffe und dergleichen. Insbesondere Glas ist vorzuziehen, da es leicht zu bearbeiten ist und einen geeigneten Wärmewiderstand, einen geeigneten Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine geeignete Wärmeleitfähigkeit hat.

Für einen wirkungsvollen Ausstoß des flüssigen Aufzeichnungsmittels bzw. der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung 66 sollte das die Düse 76 bildende Material vorzugsweise einen verhältnismäßig kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.

Der elektrothermische Wandler 69 kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß eine vorbehandelte Glasdüse mit ZrBr₂ in einer Dicke von 80 nm besprüht wird, um einen Wärmeerzeugungs-Widerstand zu bilden, danach durch Masken-Bedampfung Aluminiumelektroden in einer Stärke von 500 µm gebildet werden und dann eine SiO₂-Schutzschicht in einer Dicke von 2 µm und mit einer Breite von 2 mm zur Abdeckung des Widerstands aufgesprüht wird.

Bei diesem Beispiel ist die Düse 76 durch einen Glasfaserzylinder mit einem Außendurchmesser von 100 µm und einer Dicke von 10 µm gebildet, jedoch braucht gemäß späterer Erläuterungen die Düse nicht unbedingt zylindrisch zu sein.

Die Düsenöffnung 66 mit einem Durchmesser von 60 µm wird einstückig mit der Düse 76 durch Wärmeschmelzen derselben gebildet, jedoch kann die Düsenöffnung auch durch Bohren einer Glasplatte mit einem Elektronenstrahl oder einem Laserstrahl als gesondertes Teil hergestellt und dann mit der Düse 76 verbunden werden. Ein derartiges Verfahren ist dann vorteilhaft, wenn ein Kopf mit mehreren Erwärmungskammerabschnitten und mehreren Düsenöffnungen hergestellt wird.

Um zu verhindern, daß das flüssige Mittel bzw. die Flüssigkeit aus der Düsenöffnung austritt und die Außenfläche der Düse 76 benetzt, sollte der Umfang der Düsenöffnung 66 und insbesondere die Außenfläche um diese herum vorzugsweise einer Wasserabstoßungs- bzw. Ölabstoßungs- Behandlung unterzogen werden, wenn jeweils die Flüssigkeit bzw. das flüssige Aufzeichnungsmittel wäßrig oder nicht-wäßrig ist.

Das Material für eine derartige Behandlung kann auf geeignete Weise entsprechend dem Material der Düse und der Art des flüssigen Aufzeichnungsmittels gewählt werden, wobei zu diesem Zweck unterschiedliche im Handel erhältliche Materialien wirkungsvoll angewandt werden können.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die hintere Öffnung 67 um 10 mm nach hinten zu von der Mitte des Wärmeerzeugungs-Widerstands weg und ist an ein Rohr 79 zum Zuführen der Flüssigkeit 80 aus einem Behälter 78 angeschlossen; die hintere Öffnung 67 bzw. der Einlaßabschnitt kann jedoch auch eine verengte Form mit einem Querschnitt haben, der kleiner als derjenige des Erwärmungskammerabschnitts ist, um eine rückwärtsgerichtete Druckübertragung zu vermindern.

Auf das Anlegen einer mittels einer Betätigungsschaltung 77 für die elektrische Ansteuerung des elektrothermischen Wandlers 69 erzeugten Impulsspannung zwischen die Elektroden 72 und 73 erzeugt der Widerstand 71 Wärme, die über die Wand 70 auf das der Düse 76 über das Rohr 79 aus dem Behälter 78 zugeführte flüssige Aufzeichnungsmittel bzw. die Flüssigkeit 80 übertragen wird. Durch die Aufnahme der Wärme erreicht die Flüssigkeit bzw. das flüssige Aufzeichnungsmittel in dem Erwärmungskammerabschnitt 68 zumindest die innere Gasbildungstemperatur, so daß in dem Erwärmungskammerabschnitt Bläschen entstehen. Die plötzliche bzw. momentane Volumensvergrößerung der Bläschen übt von der Seite dieses Abschnitts her einen Druck aus, der die Oberflächenspannung des Mittels bzw. der Flüssigkeit an der Düsenöffnung übersteigt, wodurch das Mittel bzw. die Flüssigkeit aus der Düsenöffnung 66 in Form von Tröpfchen ausgestoßen wird. An dem Widerstand 71 endet gleichzeitig mit dem Abfallen der Impulsspannung die Wärmeerzeugung, wodurch eine Volumensverringerung und ein Verschwinden der Bläschen entstehen und der Erwärmungskammerabschnitt 68 mit dem flüssigen Nachfüll-Mittel bzw. der Nachfüllflüssigkeit gefüllt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Ausbildung und das Verschwinden der Bläschen in dem Abschnitt 68 unter wiederholtem Ausstoß von Tröpfchen aus der Düsenöffnung 66 dadurch zu wiederholen, daß in Aufeinanderfolge durch die Betätigungsschaltung 77 erzeugte Impulsspannungen an die Elektroden 72 und 73 angelegt werden.

Im Falle der Befestigung des elektrothermischen Wandlers 69 an der Düse 76 wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Aufzeichnungskopf 65 können an der Außenfläche der Düse 76 mehrere Wandler angebracht werden, um eine Änderung der Wirkungslage der Wärmeenergie zu ermöglichen. Ferner ermöglicht es die Verwendung eines Aufbaues mit einem Widerstand 71, der in mehrere Teilbereiche unterteilt ist und mit entsprechenden mehreren Zuleitungselektroden versehen ist, eine geeignete Wärmeleistungs- bzw. Wärmeverteilung durch Einspeisung elektrischen Stroms an mindestens zwei geeignet gewählten Elektroden zu erzielen und dadurch nicht nur das Ausmaß und die Lage der Wirkungsfläche der Wärme zu verändern, sondern auch die Wärmeerzeugungsleistung bzw. -fähigkeit zu regeln.

Obgleich in Fig. 4 der elektrothermische Wandler 69 nur an einer Seite der Düse 76 angebracht ist, kann er auch an beiden Seiten oder entlang des ganzen Umfangs der Düse 76 angebracht sein.

Wenn der auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte Aufzeichnungskopf 65 gemäß Fig. 4 in einer Vorrichtung verwendet wird, die als Blockschaltbild in Fig. 5 gezeigt ist, kann ein klares Bild dadurch erzielt werden, daß den Bildsignalen entsprechende Impulssignale an den elektrothermischen Wandler angelegt werden, während die Zufuhr des flüssigen Aufzeichnungsmittels bzw. der Flüssigkeit unter einem Druck einer Größe erfolgt, die kein Ausstoßen der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung 66 verursacht, wenn der Widerstand 71 keine Wärme erzeugt.

Gemäß Fig. 5, die das Blockschaltbild der vorstehend genannten Vorrichtung zeigt, empfängt ein beispielsweise durch eine Photodiode gebildeter Eingabesensor 119 Bildinformationssignale, die nach Verarbeitung in einer Verarbeitungsschaltung 120 einer Treiberschaltung 121 zugeführt werden, welche durch Änderung der Breite, der Amplitude und der Frequenz der Impulse entsprechend den Eingangssignalen den Aufzeichnungskopf 65 ansteuert.

Bei der einfachsten Aufzeichnung unterscheidet beispielsweise die Verarbeitungsschaltung 120 "Schwarz" und "Weiß" bei den Eingabebildsignalen und führt die Ergebnisse der Treiberschaltung 121 zu, die Signale mit einer gesteuerten Frequenz zur Erzielung einer gewünschten Tröpfchendichte und einer Impulsbreite und Impulsamplitude zur Erzielung einer passenden Tröpfchengröße erzeugt, durch die der Aufzeichnungskopf 65 gesteuert wird.

Im Falle einer Aufzeichnung, bei der Tönung bzw. Gradation miteingeschlossen ist, ist es auch möglich, gemäß den folgenden Erläuterungen die Tröpfchengröße oder die Anzahl der Tröpfchen zu modulieren.

Im Falle der Aufzeichnung mit veränderbarer Tröpfchengröße ist die Treiberschaltung 121 mit mehreren Schaltkreisen versehen, die jeweils Ansteuerungs-Impulssignale einer vorbestimmten Breite und Amplitude entsprechend einer vorbestimmten Tröpfchengröße erzeugen, während die Verarbeitungsschaltung 120 die mittels des Engabesensors 119 empfangenen Bildsignale verarbeitet und von den mehreren Schaltkreisen einen zu verwendenden Schaltkreis bestimmt. Ferner setzt bei der Aufzeichnung mit einer veränderbaren Anzahl von Tröpfchen die Verarbeitungsschaltung 120 die von dem Eingangssensor 119 empfangenen Eingangssignale in digitale Signale um, gemäß welchen die Treiberschaltung 121 den Aufzeichnungskopf 65 in der Weise ansteuert, daß das Signal für die Anzahl von Tröpfchen je Eingabeeinheit veränderbar ist.

Bei der Aufzeichnung mit einer gleichartigen Vorrichtung wurde ferner festgestellt, daß Tröpfchen mit einer der angelegten Frequenz entsprechenden Anzahl beständig mit gleichförmigem Durchmesser dadurch ausgestoßen werden konnten, daß wiederholt Impulsspannungen an den elektrothermischen Wandler 69 angelegt wurden, während die Flüssigkeit 80 dem Aufzeichnungskopf 65 unter einem Druck zugeführt wurde, der ein Überlaufen der Flüssigkeit aus der Drosselöffnung 66 bewirkte, wenn der Widerstand 71 keine Wärme erzeugte.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß der in Fig. 4 gezeigte Aufzeichnungskopf 65 als außerordentlich wirkungsvoll für kontinuierlchen Tröpfchen-Ausstoß mit hoher Frequenz anzusehen ist.

Darüber hinaus kann der Aufzeichnungskopf, der in Fig. 4 gezeigt ist und einen Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung bildet, aufgrund seiner sehr geringen Ausmaße leicht zu einer Einheit mit mehreren Düsen ausgebildet werden, wodurch ein Aufzeichnungskopf mit mehreren Düsenöffnungen für Aufzeichnung hoher Dichte bzw. Informationsdichte erzielt wird. In diesem Fall braucht die Flüssigkeitszufuhr nicht mittels mehrerer einzeln den Düsen entsprechender Vorrichtungen zu erfolgen, sondern kann mittels einer allen diesen Düsen dienenden gemeinsamen Vorrichtung vorgenommen werden.

Die Fig. 6 zeigt in Querschnitten weitere Aufzeichnungsköpfe, die zur Anwendung bei der Aufzeichnungvorrichtung geeignet sind. Bei einem in Fig. 6(a) gezeigten Aufzeichnungskopf 85 sind innerhalb einer Düse 86 mehrere Hohlrohre 87 wie beispielsweise Fiberglasrohre vorgesehen, wobei jedes Rohr mit der Flüssigkeit versorgt wird. Dieser Aufzeichnungskopf 85, der die Steuerung der Größe der aus der Düsenöffnung der Düse 86 auszugebenden Tröpfchen im Ansprechen auf das Ausmaß der zugeführten Wärme ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, daß er durch Steuerung des Ausmaßes der zuzuführenden Wärme entsprechend den Aufzeichnungsinformationssignalen ein aufgezeichnetes Bild mit hervorragender Gradation erstellt.

Die aus der Düsenöffnung der Düse 86 ausgestoßene Flüssigkeit wird über einen Teil der Hohlrohre 87 der Düse 86 zugeführt, wenn die Menge der zugeführten Wärme klein ist, während die in allen Hohlrohren 87 enthaltene Flüssigkeit aus der Düse 86 ausgestoßen wird, wenn die Menge der zugeführten Wärme ausreichend groß ist.

Obgleich in Fig. 6(a) die Düse 86 einen kreisförmigen Querschnitt hat, besteht keinerlei Einschränkung auf diese Form, sondern es können vielmehr andere Querschnittsformen wie Quadratform, Rechteckform oder Halbkreisform verwendet werden. Insbesondere dann, wenn an der Außenfläche der Düse 86 ein thermischer bzw. Wärmewandler angebracht ist, sollte die Außenfläche vorzugsweise mit einem ebenen Abschnitt zumindest an der Stelle des Wandlers versehen sein, um die Anbringung desselben zu erleichtern.

Der in Fig. 6(b) gezeigte Aufzeichnungskopf 88 ist im Unterschied zu dem in Fig. 8(a) gezeigten mit mehreren vollen Rund-Stäben 90 innerhalb einer Düse 89 versehen. Dieser Aufbau erlaubt eine Steigerung der mechanischen Festigkeit der Düse 88, wenn diese aus verhältnismäßig zerbrechlichem Material wie Glas hergestellt ist.

Bei dem Aufzeichnungskopf 88 wird das flüssige Aufzeichnungsmittel in die Zwischenräume 91 innerhalb der Düse 89 geführt und von dort auf die Aufnahme der Wärme hin ausgestoßen.

Der in Fig. 6(c) gezeigte Aufzeichnungskopf 92 ist aus einem Teil 93, in dem beispielsweise durch Ätzen eine vertiefte Nut ausgebildet ist, und einem thermischen Wandler 94 gebildet, der den Öffnungsbereich der Nut abdeckt. Dieser Aufbau ermöglicht eine Verringerung der erforderlichen Wärme, da diese direkt vom Wandler dem Aufzeichnungsmittel bzw. der Flüssigkeit zugeführt wird.

Es ist anzumerken, daß der in Fig. 6(c) gezeigte Querschnittsaufbau nicht zur Gänze gleich dem dargestellten zu sein braucht, solange der Bereich des Aufzeichnungskopfs 92 für die Anbringung des Wandlers 94 gemäß der Darstellung gestaltet ist. Das heißt, in der Umgebung der Düsenöffnung des Aufzeichnungskopfs 92 für die Abgabe des flüssigen Aufzeichnungsmittels kann der Teil 93 statt in Rinnenform mit einer rechteckigen oder kreisförmigen Hohlform ausgestaltet sein.

Der Aufzeichnungskopf der Aufzeichnungsvorrichtung, der wesentlich einfacher als der Aufbau von herkömmlichen Aufzeichnungsköpfen ist, erlaubt unterschiedliche Ausgestaltungen des Aufzeichnungskopfs und der Düsen hierfür, was eine Verbesserung der Qualität des aufgezeichneten Bilds ergibt.

Insbesondere ist es bei der Aufzeichnungsvorrichtung außerordentlich einfach, einen Mehrfachdüsen-Aufzeichnungskopf mit einfachem Aufbau zu erzielen, was hinsichtlich der mechanischen Bearbeitung und der Massenherstellung außerordentlich vorteilhaft ist.

Die Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Aufzeichnungskopfs mit vielen Düsenöffnungen, wobei die Fig. 7a, b und c jeweils eine schematische Vorderansicht der Düsenöffnungsseite für den Ausstoß des flüssigen Aufzeichnungsmittels bei einem Aufzeichnungskopf 95, eine schematische Seitenansicht desselben bzw. eine schematische Schnittansicht entlang der Linie X-Y in Fig. 7b sind.

Der Aufzeichnungskopf 95 ist mit 15 Düsen versehen, die gemäß der Darstellung in Fig. 7c in einer Linie bzw. Zeile im Bereich X-Y angeordnet sind, deren Düsenöffnungen jedoch in drei Zeilen zu fünf Spalten (a1, a2, a3, b1, . . ., e1, e2, e3) gemäß der Darstellung in Fig. 7a angeordnet sind. Der Aufzeichnungskopf mit diesem Aufbau ist besonders für schnelles Aufzeichnen geeignet, da die Aufzeichnung mit einer verhältnismäßig geringen Versetzung bzw. Verstellung des Kopfs erzielt werden kann, oder sogar ohne irgendeine Verstellung des Kopfes, wenn die Anzahl der Düsen weiter gesteigert wird.

Ferner zeichnet sich dieser Aufzeichnungskopf dadurch aus, daß das Anbringen von 15 elektrothermischen Wandlern 97 an den Düsen erleichtert ist, da die Düsen in einer Linie bzw. Zeile im Bereich der Schnittlinie X-Y angeordnet sind.

Während die Anbringung der elektrothermischen Wandler an den Düsen schwierig ist, wenn die die Wandler aufnehmenden Düsen gemäß der Darstellung in Fig. 7a angeordnet sind, und der komplizierte Aufbau ein Problem hinsichtlich der Herstellungstechnologie selbst dann ergibt, wenn die Anbringung selbst möglich ist, erlaubt die ausgerichtete Anordnung an dem Bereich X-Y der Düsen gemäß der Darstellung in Fig. 7c die Anbringung von elektrothermischen Wandlern A1, A2, . . ., B1, . . ., C1, . . ., D1, . . ., E1, . . . an den Düsen mit einer technischen Leichtigkeit, die derjenigen im Falle der Herstellung eines Einzeldüsen-Aufzeichnungskopfs entspricht.

Ferner kann die elektrische Verdrahtung der elektrothermischen Wandler 97 im wesentlichen auf die gleiche Weise wie bei einem Einzeldüsen-Aufzeichnungskopf erfolgen.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Aufbau des Aufzeichnungskopfs 95 sind die Düsen in dem X-Y-Bereich für die Aufnahme der elektrothermischen Wandler 97 in der Reihenfolge a1, a2, a3, b1, b2, b3, c1, c2, c3, d1, d2, d3, e1, e2 und e3 entsprechend der Anordnung der in Fig. 7a gezeigten Düsenöffnungen angeordnet, jedoch ist es auch möglich, eine Anordnung in der Reihenfolge a1, b1, c1, a2, b2, c2, a3, b3, c3, a4, b4, c4, a5, b5 und c5 vorzunehmen. Die Anordnungsreihenfolge der Düsen kann daher in geeigneter Weise entsprechend dem bei der Aufzeichnung verwendeten Abtast- bzw. Ablenkverfahren gewählt werden.

Falls der Abstand zwischen den Düsen in dem Bereich X-Y sehr klein ist und eine Möglichkeit eines "Übersprechens" zwischen benachbarten Düsen besteht, nämlich eine Einwirkung der mittels eines elektrothermischen Wandlers entwickelten Wärme auf die benachbarte Düse, ist es möglich, in jeden Zwischenraum zwischen benachbarten Düsen und Wandlern einen Wärmeisolator einzusetzen. Auf diese Weise erhält jede Düse nur die von einem daran angebrachten elektrothermischen Wandler erzeugte Wärmeenergie, so daß es möglich ist, ein verbessert aufgezeichnetes Bild ohne sog. Schleierbildung zu erhalten.

Obgleich für die Düsenöffnungen des in Fig. 7 gezeigten Aufzeichnungskopfs 95 eine "Schachbrett"-Anordnung verwendet ist, ist es ferner möglich, andere Anordnungen hierfür zu treffen, wie beispielsweise eine versetzte Gitteranordnung oder eine Anordnung, bei der die Anzahl von Düsen in einer jeden Zeile verschieden ist.

Anhand der Fig. 8 bis 11 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungskopfs beschrieben, der einen Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung bildet; dabei ist die Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht eines Aufzeichnungskopfs 104 mit vielen Düsenöffnungen, die Fig. 9 eine schematische Seitenansicht des Aufzeichnungskopfs, die Fig. 10 eine Schnitteilansicht entlang der Linie X1-Y1 in Fig. 8, wobei der Innenaufbau des Aufzeichnungskopfs gezeigt ist, und die Fig. 11 eine teilweise weggeschnitten dargestellte Schnittansicht entlang der Linie X2-Y2 in Fig. 10 zur Erläuterung des Flächenaufbaues von bei dem Aufzeichnungskopf gemäß der Darstellung in Fig. 8 verwendeten elektrothermischen Wandlern.

In Fig. 8 ist der Aufzeichnungskopf 104 mit sieben Düsenöffnungen 105 versehen, wobei die Anzahl der Düsenöffnungen nicht auf sieben beschränkt ist und beliebig gewählt werden kann. Ferner kann der Mehrfachdüsenöffnungs-Aufzeichnungskopf eine Mehrreihenanordnung von Düsenöffnungen anstelle der in Fig. 8 gezeigten Einzelreihenanordnung erhalten.

Der in Fig. 8 gezeigte Aufzeichnungskopf 104 ist aus einer Grundplatte 106 und einer Deckplatte 107 zusammengesetzt, welche mit sieben Nuten versehen ist und deren genutete Fläche an einem vorderen Endbereich der Grundplatte 106 so befestigt ist, daß sieben Düsen und dementsprechend sieben am Vorderende liegende Düsenöffnungen 105 gebildet sind.

108 ist ein Versorgungskammerdeckel, der in Zusammenwirkung mit der Deckplatte 107 eine gemeinsame Versorgungskammer 118 für die Zufuhr des flüssigen Aufzeichnungsmittels zu den sieben Düsen bildet, wobei die Versorgungskammer 118 mit einem Rohr 109 für die Aufnahme der Flüssigkeit aus einem (nicht gezeigten) äußeren Flüssigkeitsbehälter versehen ist.

An der Oberfläche des hinteren Rands der Grundplatte 106 sind zur Verbindung mit äußeren elektrischen Vorrichtungen Zuleitungskontakte angebracht, die mit einer gemeinsamen Elektrode 110 und Wählelektroden 111 von elektrothermischen Wandlern verbunden sind, welche jeweils an den sieben Düsen angebracht sind.

An der hinteren Fläche der Grundplatte 106 ist ein Kühlkörper 112 zur Verbesserung des Ansprechens der elektrothermischen Wandler angebracht, der jedoch weggelassen werden kann, wenn die Grundplatte 106 selbst diese Funktion ausführt.

Die Fig. 9 zeigt den Aufzeichnungskopf 104 nach Fig. 8 in Seitenansicht, um insbesondere die Anordnung der Ausstoß-Düsenöffnungen 105 zu verdeutlichen.

Bei dem Aufzeichnungskopf 104 können die Düsenöffnungen 105, obgleich sie als ungefähr halbkreisförmig dargestellt sind, auch andere Formen wie Rechteckform oder Kreisform und dergleichen haben, wobei die Form in geeigneter Weise entsprechend der Zweckdienlichkeit bei der mechanischen Bearbeitung gewählt wird.

Der Aufzeichnungskopf 104 der Aufzeichnungsvorrichtung erlaubt es, auf einfache Weise einen Mehrdüsenöffnungen- Aufbau mit hoher Dichte bzw. Gedrängtheit zu erzielen, da die einfache Gestaltung die Anwendung von Ultra-Mikrobearbeitungstechnologie zur Minimalisierung der Abmessungen der Düsenöffnungen 105 und der Abstände dazwischen zuläßt. Folglich ist es auf leichte Weise möglich, eine hohe Auflösung des Aufzeichnungskopfs und dementsprechend des aufgezeichneten Bilds zu erzielen. Beispielsweise kann mit bestimmten Köpfen, die bisher auf diese Weise hergestellt wurden, eine Auflösung von zehn Zeilenpunkten je mm erzielt werden.

Die Fig. 10 ist eine Teilquerschnittsansicht entlang der Linie X1-Y1 in Fig. 8 und zeigt den Innenaufbau des Aufzeichnungskopfs 104, und insbesondere den Aufbau eines elektrothermischen Wandlers 113 und des Flüssigkeits- Strömungswegs im Aufzeichnungskopf.

Der elektrothermische Wandler 113 ist im wesentlichen aus einem Wärmeerzeugungs-Widerstand 115, der an einer gegebenenfalls beispielsweise durch Aufdampfung oder Plattierung an der Grundplatte 106 angebrachten Wärmeansammlungs- Schicht 114 angebracht ist, und einer gemeinsamen Elektrode 110 sowie einer Wählelektrode 111 gebildet, die beide zur Stromversorgung des Widerstands 115 dienen, wobei auf dem Wandler nötigenfalls unter Umständen eine Schutzisolierschicht 116 angebracht ist, die einen elektrischen Leckstrom zwischen den Elektroden über die Flüssigkeit, eine Verschmutzung der Elektroden 110 und 111 sowie des Widerstands 115 durch die Flüssigkeit 117 und/oder eine Oxidation des Widerstands 115 verhindert.

Die in dem von der Deckplatte 107, dem Versorgungskammerdeckel 108 und der Grundplatte 106 eingeschlossenen Raum gebildete Versorgungskammer 118 steht in Verbindung mit einer jeden der durch die Grundplatte 106 und die Deckplatte 107 gebildeten sieben Düsen und weiter mit dem Rohr 109, über das von außen zugeführte Flüssigkeit zu einer jeden der Düsen geführt wird. Die Versorgungskammer 118 soll ferner mit einem derartigen Volumen und einer derartigen Form ausgelegt sein, daß sie dann, wenn eine in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 einer jeweiligen Düse entwickelte Rückwärtswelle nicht innerhalb der jeweiligen Düse abgeschwächt werden kann und zur Versorgungskammer übertragen wird, gegenüber einer derartigen Rückwärtsstelle einen ausreichenden Widerstand hat, um eine wechselseitige Störung bei den Ausstößen aus verschiedenen Düsen zu verhindern.

Obgleich bei dem darstellten Aufzeichnungskopf 104 die Versorgungskammer 118 durch den von der Deckplatte 107, den Deckel 108 und der Grundplatte 106 umschlossenen Raum gebildet ist, kann die Versorgungskammer auch durch den von dem Kammer-Deckel 108 und der Grundplatte 106 umgebenden Raum oder einen ausschließlich von dem Kammer- Deckel 108 umgebenen Raum gebildet sein.

Im Hinblick auf die einfache Bearbeitung und den einfachen Zusammenbau sowie auch die erwünschte Bearbeitungsgenauigkeit ist jedoch der Aufzeichnungskopf 104 mit dem in Fig. 8 gezeigten Aufbau vorzuziehen.

Die Fig. 11 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie X2-Y2 in Fig. 10 und zeigt den ebenen Aufbau bzw. Flächenaufbau der bei dem Aufzeichnungskopf 104 verwendeten elektrothermischen Wandler 113.

An der Grundplatte 106 sind jeweils den sieben Düsen entsprechend sieben elektrothermische Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 einer vorbestimmten Größe und Form angebracht; die gemeinsame Elektrode 110 ist an einem Teil der Düsen am Düsenöffnungs-Ende in jeweiligem elektrischen Kontakt mit den sieben Widerständen 115-1, 115-2, . . ., 115-7 angebracht und umgibt mit einem Kontaktzuführungsbereich die sieben parallelen Düsen, um dadurch den elektrischen Anschluß an eine externe Schaltung zu ermöglichen.

Die sieben Widerstände 115 sind jeweils mit den Wählelektroden 111-1, 111-2, . . ., 111-7 entlang des Flüssigkeits-Strömungswegs bzw. Strömungspfades versehen.

Die elektrothermischen Wandler 113, die bei dem dargestellten Aufzeichnungskopf 104 an der Grundplatte 106 angebracht sind, können stattdessen an der Deckplatte 107 angebracht sein. Ferner können die Nuten zur Bildung der Düsen, die bei dem dargestellten Aufbau in der Deckplatte 107 ausgebildet sind, stattdessen in der Grundplatte 106 oder sowohl in der Deckplatte 107 als auch in Grundplatte 106 ausgebildet sein. Wenn die Nuten in der Grundplatte 106 ausgebildet sind, werden zur einfachen Herstellung die elektrothermischen Wandler vorzugsweise an der Deckplatte 107 angebracht.

Gemäß Fig. 10 beginnt auf das Anlegen einer Impulsspannung zwischen den Elektroden 110 und 111 der Widerstand 115 Wärme zu erzeugen, die über die Schutzschicht 116 zu der in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 enthaltenen Flüssigkeit übertragen wird. Durch die Aufnahme der Wärme erreicht die Flüssigkeit zumindest eine Temperatur der internen Gasbildung, so daß Bläschen in den Erwärmungskammerabschnitt Δ1 erzeugt werden. Die sich aus der Bläschenbildung ergebende Volumenssteigerung legt einen Druck an die näher an der Düsenöffnung liegende Flüssigkeit an, der größer als die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an der Düsenöffnung 105 ist; dadurch erfolgt ein Ausstoß von Tröpfchen aus der Düsenöffnung 105. Zugleich mit dem Abfallen der Impulsspannung beendet der Widerstand 115 die Wärmeerzeugung, so daß die erzeugten Bläschen sich in ihrer Größe zusammenziehen und verschwinden, während die ausgestoßene Flüssigkeit durch neu zugeführte Flüssigkeit ersetzt bzw. nachgefüllt wird. Die Bildung und das Verschwinden der Bläschen wird in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 im Ansprechen auf aufeinanderfolgendes Anlegen von Impulsspannungen zwischen den Elektroden 110 und 111 auf die vorstehend beschriebene Weise wiederholt, wodurch ein Ausstoß von Tröpfchen aus der Düsenöffnung 105 entsprechend einem jeweiligen Anlegen der Impulsspannung erzielt wird.

Die Schutzschicht 116 braucht nicht unbedingt isolierend zu sein, wenn die Flüssigkeit 117 einen elektrischen Widerstand hat, der beträchtlich höher als derjenige des Widerstands 115 ist, und daher selbst dann keinen elektrischen Leckstrom zwischen den Elektroden 110 und 111 verursacht, wenn die Flüssigkeit zwischen den Elektroden ist, die Schutzschicht braucht dann nur andere Erfordernisse erfüllen, von welchen die wichtigste die Eigenschaft ist, die wirksame Übertragung der mittels des Widerstands 115 erzeugten Wärme zu dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 auf ein Maximum zu bringen.

Das Material und die Stärke der Schutzschicht werden so gewählt, daß die den vorangehend genannten Erfordernissen zusätzlich zu der vorstehend erläuterten Eigenschaft entsprechenden Eigenschaften erzielt werden.

Beispiele für brauchbares Material zur Ausbildung der Schutzschicht 116 sind Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid usw., die in Form einer Schicht beispielsweise durch Elektronenstrahlaufdampfung oder -besprühung abgelagert werden können. Ferner kann die Schicht einen Mehrschichtenaufbau mit zwei oder mehr Schichten haben. Die Dicke der Schicht wird durch unterschiedliche Faktoren wie das verwendete Material, das Material, die Form und die Abmessung des Widerstands 115, das Material der Grundplatte 106, die Wärmeübertragung vom Widerstand 115 zu der in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 enthaltenen Flüssigkeit, den für den Widerstand 115 erforderlichen Oxidationsschutz, den für den Widerstand 115 notwendigen Schutz gegen Eindringen von Flüssigkeit, die elektrische Isolation usw. bestimmt und wird üblicherweise in einem Bereich von 0,01 bis 10 µm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 5 µm und am günstigsten in einem Bereich von 0,1 bis 3 µm gewählt.

Für eine wirkungsvollere Zuführung der mittels des Widerstands entwickelten Wärmeenergie zu der in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 enthaltenen Flüssigkeit und dadurch zur Verbesserung des Ansprechens, sowie ferner für einen beständigen kontinuierlichen Ausstoß der Flüssigkeit für eine lange Zeitdauer und für ein Erzielen einer zufriedenstellenden Übereinstimmung des Flüssigkeitsausstoßes selbst bei Ansteuerung des Widerstands 115 mit einer hohen Ansteuerfrequenz werden die Wärmeansammlungsschicht 114 und die Grundplatte 106 zur weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Wärmeerzeugungs-Widerstands 115 vorzugsweise in folgender Weise gestaltet:

Die Fig. 12 zeigt den allgemeinen Zusammenhang zwischen der Differenz Δ1 zwischen der Oberflächentemperatur TR des Widerstands und dem Siedepunkt Tb der Flüssigkeit in Auftragung auf der Abszisse und der von dem Widerstand zur Flüssigkeit übertragenen Wärme ET in Auftragung auf der Ordinate. Wie aus dieser graphischen Darstellung deutlich ersichtlich ist, erfolgt die Energieübertragung zur Flüssigkeit wirkungsvoll in einem Temperaturbereich um einen Punkt D herum, bei dem die Oberflächentemperatur TR des Widerstands einige zehn Grade höher als der Siedepunkt Tb der Flüssigkeit ist, während die Energieübertragung weniger wirkungsvoll in einem Bereich um einen Punkt E herum wird, bei dem die Oberflächentemperatur annähernd 100°C höher als die Siedetemperatur Tb ist, und zwar deshalb, weil die plötzliche bzw. schnelle Bläschenbildung zwischen dem Widerstand und der Flüssigkeit die Wärmeübertragung zwischen diesen behindert.

Zur Verbesserung des Ausstoßwirkungsgrads, des Ansprechens und der Frequenzeigenschaften ist es daher anzustreben, zur Erzielung einer sofortigen bzw. plötzlichen und wirkungsvollen Energieübertragung auf die der Oberfläche des Widerstands nahe Flüssigkeit und zur Vermeidung von Übertragungen an die in anderen Bereichen vorhandene Flüssigkeit die Erwärmungsperiode auf einen durch die Kurve A-B-C-D-E dargestellten Bereich zu verkleinern und die ursprüngliche Temperatur sofort wieder zu erreichen, sobald die Wärmeerzeugung beendet ist.

Aufgrund der vorstehenden Betrachtungen sollte die Wärmeansammlungsschicht 114 so arbeiten, daß sie eine Wärmediffusion zu der Grundplatte 106 verhindert, wenn die durch den Widerstand 115 erzeugte Wärme zur Erzielung einer wirksamen Wärmeübertragung zu der in dem Erwärmungskammerabschnitt Δ1 enthaltenen Flüssigkeit erforderlich ist, und daß sie eine Wärmediffusion zu der Grundplatte 106 hin verursacht, wenn die Wärme nicht erforderlich ist; unter Berücksichtigung dieser Erfordernisse werden das Material und die Dicke der Schicht bestimmt. Beispiele für Materialien, die zur Ausbildung dieser Wärmeansammlungsschicht 114 brauchbar sind, sind Siliciumoxid, Zirkoniumoxid, Tantaloxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid usw.; diese Materialien können in Form einer Schicht beispielsweise durch Elektronenstrahl- Aufdampfen oder -Aufsprühen abgelagert werden.

Die Schichtdicke wird in geeigneter Weise entsprechend dem verwendeten Material, dem Material der Grundplatte 106 und des Widerstands 115 usw. derart bestimmt, daß die vorstehend genannte Wirkung erzielt wird, wobei die Dicke üblicherweise innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 50 µm, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 bis 30 µm und am günstigsten innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 10 µm gewählt wird.

Die Grundplatte 106 wird zur Zerstreuung eines unnötigen Teils der von dem Widerstand 115 erzeugten Wärme aus einem wärmeleitfähigen Material wie einem Metall gebildet. Beispiele für zu diesem Zweck verwendbares Metall sind Al, Cu und rostfreier Stahl, wobei von diesen vorzugsweise Aluminium zu wählen ist.

Die Deckplatte 107 und der Versorgungskammer-Deckel 108 können aus nahezu jedem beliebigen Material gebildet sein, solange dieses nicht oder nicht wesentlich bei der Herstellung oder während der Verwendung des Aufzeichnungskopfes thermisch verformt wird und eine leichte Präzisionsbearbeitung erlaubt, um die gewünschte Genauigkeit der Oberflächen zu erzielen und eine glatte bzw. gleichmäßige Flüssigkeitsströmung in dem durch diese Bearbeitung gebildeten Bahnen zu erreichen.

Typische Beispiele für ein derartiges Material sind Keramikstoffe, Glas, Metalle, Kunststoffe usw., von welchen besonders aufgrund der leichten Bearbeitung und des geeigneten Wärmewiderstands, des geeigneten Wärmeausdehnungskoeffizienten und der geeigneten Wärmeleitfähigkeit Glas und Kunststoffe vorzuziehen sind.

Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wurde, wird die Außenfläche um die Düsenöffnungen herum vorzugsweise einer Wasserabstoßungs- bzw. Ölabstoßungs-Behandlung unterzogen, wenn die Flüssigkeit wäßrig bzw. nicht-wäßrig ist; damit wird verhindert, daß diese äußere Oberfläche durch die aus der Düsenöffnung auslaufende Flüssigkeit benetzt wird.

Im folgenden wird ein Beispiel zur Herstellung des in Fig. 8 gezeigten Aufzeichnungskopfs 104 angegeben:

Eine Al₂O₃-Grundplatte 106 mit einer Dicke von 0,6 mm wurde einem Bedampfen mit SiO₂ zur Erzielung einer Wärmeansammlungsschicht mit einer Dicke von 3 µm, danach einen Bedampfen mit ZrB₂ in einer Dicke von 80 nm als Wärmeerzeugungswiderstand und mit Al in einer Dicke von 500 nm als Elektroden, darauffolgend einem selektiven Photoätzen zur Bildung von sieben Widerständen mit jeweils 400 Ω Widerstand und 50 µm Breite sowie 300 µm Länge hinsichtlich der Abmessungen in Anordnung mit einer Teilung von 250 µm, sowie ferner einem Bedampfen mit SiO₂ zu einer Dicke von 1 µm als isolierende Schutzschicht 116 unterzogen, wodurch die elektrothermischen Wandler fertiggestellt wurden.

Darauffolgend wurden eine Glas-Deckplatte, an der mittels eines Mikro-Schneiders bzw. -Fräsers Nuten mit 60 µm Breite und 60 µm Tiefe in einer Teilung bzw. einem Teilungsabstand von 250 µm ausgebildet wurden, und ein Glas-Versorgungskammer-Deckel 108 an die Grundplatte 106 angeklebt, an der die elektrothermischen Wandler auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt worden waren; an die der vorstehend genannten Klebefläche gegenüberliegende Fläche wurde ein Aluminium-Kühlkörper 112 angeklebt.

Da bei diesem Beispiel die erzielten Düsenöffnungen 105 genügend klein waren, wurde kein weiterer besonderer Schritt zur Bildung einer Düsenöffnung mit gewünschtem Durchmesser wie beispielsweise das Anbringen eines gesonderten Teils am Vorderende der Düsen ausgeführt. Es ist jedoch möglich, eine Düsenöffnungsplatte mit einer Düsenöffnung bzw. Düsenöffnungen gewünschter Form am vorderen Ende der Düse bzw. der Düsen anzubringen, falls die Düse bzw. die Düsen einen größeren Durchmesser haben, eine Verbesserung der Ausstoßeigenschaften erwünscht ist oder eine Änderung der Größe der auszustoßenden Tröpfchen erwünscht ist.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 24 der Steuermechanismus zur Verwendung bei der Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungsvorrichtung erläutert, die den in Fig. 8 gezeigten Aufzeichnungskopf 104 enthält.

Die Fig. 13 bis 16 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Steuermechanismus, der zur Verwendung im Falle eines gleichzeitigen Steuerns der elektrothermischen Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 gemäß externen Signalen geeignet ist, wodurch entsprechend diesen Signalen ein gleichzeitiger Tröpfchenausstoß aus den Düsenöffnungen 105-1, 105-2, verursacht wird.

Gemäß Fig. 13, die ein Blockschaltbild der ganzen Einrichtung zeigt, werden durch Tastaturbetätigung eines Rechners 122 erzielte Eingabesignale von einer Schnittstellen- Schaltung 123 an einen Datengenerator 124 angelegt, der gewünschte Zeichen aus einem Zeichengenerator 125 wählt und die Datensignale in einer für den Druck geeigneten Form anordnet. Die auf diese Weise angeordneten Daten werden zeitweilig in einer Puffer-Schaltung 126 gespeichert und aufeinanderfolgend an Treiberschaltungen 127 für die Ansteuerung entsprechender Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 zum Bewirken eines Tröpfchenausstoßes angelegt. Weiterhin ist eine Steuerschaltung 128 zur Zeitsteuerung der Eingabe und Ausgabe bei den anderen Schaltungen und ferner zur Abgabe von Befehlssignalen für die anderen Schaltungen vorgesehen.

Die Fig. 14 ist Zeitsteuerungsdiagramm, das die Funktion der in Fig. 13 gezeigten Puffer-Schaltung 126 zeigt, die Datensignale S102 aufnimmt, welche in dem Datengenerator 124 unter Synchronisierung mit in dem Zeichengenerator erzeugten Zeichen-Taktsignalen S101 angeordnet bzw. gruppiert sind, und die bei unterschiedlicher Zeitsteuerung Ausgangssignale an die Treiberschaltungen 127 abgibt. Obgleich diese Eingabe- und Ausgabefunktionen im Falle des in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiels durch eine einzige Puffer-Schaltung ausgeführt werden, ist es auch möglich, diese Funktionen mit mehreren Puffer-Schaltungen auszuführen, nämlich durch sog. Doppelpuffersteuerung, bei der eine Puffer-Schaltung die Eingabefunktion ausführt, während eine zweite Pufferschaltung die Ausgabefunktion ausführt, und bei der nächsten Zeitsteuerung die Funktionen der Puffer-Schaltungen getauscht werden. Bei dieser Doppelpuffersteuerung ist es auch möglich, einen kontinuierlichen Ausstoß von Tröpfchen herbeizuführen.

Auf diese Weise werden die sieben Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 gleichzeitig beispielsweise entsprechend einem Zeitsteuerungsdiagramm für Tröpfchenabgabe gemäß der Darstellung in Fig. 15 gesteuert, wodurch mit Hilfe der aus den sieben Düsenöffnungen ausgestoßenen Tröpfchen ein Druck bzw. Ausdruck gemäß der Darstellung in Fig. 16 geschaffen wird. Die Signale S111 bis S117 stellen jeweils die an die sieben Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 angelegten Signale dar.

Die Fig. 17 bis 20 zeigen ein Ausführungsbeispiel zur Steuerung der elektrothermischen Wandler in Aufeinanderfolge, durch die ein Tröpfchenausstoß aus den Düsenöffnungen in Aufeinanderfolge herbeigeführt wird.

Gemäß Fig. 17, die ein Blockschaltbild der ganzen Einrichtung zeigt, werden externe Eingabesignale S130 über eine Schnittstellen-Schaltung 129 zugeführt und in einem Datengenerator 130 in eine für das Drucken geeignete Form umgeordnet bzw. umgruppiert. Im Falle des Druckens für eine jeweilige Zeile gemäß der Darstellung in Fig. 21 werden die Daten für die jeweilige Zeile aus einem Zeichengenerator 131 ausgelesen und zeitweilig in einer Zeilenpuffer-Schaltung 132 gespeichert. Zugleich mit dem Auslesen der Zeilendaten aus dem Zeichengenerator 131 und der Eingabe derselben in eine Zeilenpuffer-Schaltung 132-2 gibt eine weitere Zeilenpuffer-Schaltung 132-1 andere Daten an eine Treiber-Schaltung 133 ab. Zur Abgabe von Signalen für die Wahl der jeweiligen Zeilenpuffer- Schaltung 132, zur Steuerung der Eingabe und Ausgabe bei den anderen Schaltungen und zum Befehlen der Funktionsweise der anderen Schaltungen ist eine Steuerschaltung 134 vorgesehen.

Die Fig. 18 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Funktion der Zeilenpuffer-Schaltungen 132 und der Treiber- Schaltung 133 zeigt, deren Zeilendaten-Ausgabesignale mittels eines Schaltglieds 135 so gesteuert werden, daß sie aufeinanderfolgend die Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 betreiben. In der Fig. 18 sind Zeichentaktsignale S141, Eingabesignale S142 an die Zeilenpuffer-Schaltung 132-1, Eingabesignale S143 an die Zeilenpuffer-Schaltung 132-2, Ausgangssignale S144 aus der Zeilenpuffer-Schaltung 132-1 und Ausgangssignale S145 aus der Zeilenpuffer-Schaltung 132-2 gezeigt. Als Ergebnis werden in Aufeinanderfolge aus den sieben Düsenöffnungen Tröpfchen entsprechend einem in Fig. 19 gezeigten Zeitsteuerungsbeispiel ausgestoßen, um ein gedrucktes Zeichen gemäß der Darstellung in Fig. 20 zu erzielen, wobei in Fig. 19 S151 bis S157 jeweils an die Wandler 113-1, 113-2, . . ., 113-7 angelegte Signale darstellen.

Obgleich die vorstehende Erläuterung auf die Steuerung von Zeichendruck beschränkt ist, kann auch auf gleichartige Weise die Steuerung im Falle der Reproduktion eines Bildes erfolgen. Ferner steht die vorstehende Erläuterung in Zusammenhang mit der Verwendung eines Aufzeichnungskopfs mit sieben Düsenöffnungen, jedoch ist eine gleichartige Steuerung auch in dem Fall anwendbar, daß ein Vollzeilen-Aufzeichnungskopf mit vielen Düsenöffnungen verwendet wird.

Im folgenden ist ein Beispiel der Aufzeichnung mit einem Aufzeichnungskopf mit sieben Düsenöffnungen angegeben, der in Fig. 8 gezeigt ist und auf die im vorangehenden erläuterte Weise hergestellt ist.

Der vorangehend beschriebene Aufzeichnungskopf wurde in eine mit einer Flüssigkeitsausstoß-Steuerschaltung ausgestattete Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt und die Aufzeichnung durch Anlegen von Impulsspannungen an die sieben elektrothermischen Wandler entsprechend den Bildsignalen unter Zufuhr des flüssigen Aufzeichnungsmittels bzw. der Flüssigkeit über das Rohr 109 unter einem Druck einer Größe ausgeführt, bei der kein Flüssigkeitsausstoß aus den Düsenöffnungen 105 erfolgt, wenn die Widerstände 115 keine Wärme erzeugen. Auf diese Weise konnte ein klares Bild unter den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Bedingungen erzielt werden:

Steuerspannung
20 V
Impulsbreite	100 µs
Frequenz	1 kHz
Aufzeichnungsempfangsmaterial	Bankpostpapier (Seven Star A 28,5 kg; Hokuetsu Paper)
Aufzeichnungsflüssigkeit @	Wasser	68 g
Äthylenglykol	30 g
Direktechtschwarz	2 g
(Sumitomo Chemical Ind.)

Als weiteres Beispiel wurde eine Aufzeichnung mit einer gleichartigen Vorrichtung durch Anlegen kontinuierlich wiederholter Impulsspannungen von 20 kHz an die sieben elektrothermischen Wandler unter Zufuhr des flüssigen Aufzeichnungsmittels bzw. der Flüssigkeit zu dem Aufzeichnungskopf 104 unter einem Druck ausgeführt, der ein Überfließen der Flüssigkeit aus der Drosselöffnung 105 auch dann bewirkt, wenn der Widerstand 115 keine Wärme erzeugt. Auf diese Weise konnte festgestellt werden, das Tröpfchen in einer der angelegten Frequenz entsprechenden Anzahl gleichförmig bzw. stetig mit gleichförmigem Durchmesser ausgestoßen werden konnten.

Aus den vorstehenden Beispielen bestätigt sich, daß der Aufzeichnungskopf, der einen Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung bildet, wirkungsvoll zur Erzeugung eines kontinuierlichen Ausstoßes von Tröpfchen mit hoher Frequenz anwendbar ist.

Weitere Ausführungsbeispiele der Aufzeichnungsvorrichtung Beispiel A

Die Fig. 21 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, bei dem eine Düse 137 in ihrem Vorderende in Berührung mit einem Wärmeerzeugungsbereich eines elektrothermischen Wandlers 138 angeordnet ist und an ihrem entgegengesetzten Ende an eine Pumpe 139 für die Zufuhr eines flüssigen Aufzeichnungsmittels zur Düse 137 angeschlossen ist. Mit 140 ist ein Rohr für die Zufuhr des flüssigen Aufzeichnungsmittels bzw. der Flüssigkeit aus einem (nicht gezeigten) Behälter zu der Pumpe 139 bezeichnet. Der elektrothermische Wandler 138 ist entlang der Achse der Düse 137 mit sechs unabhängigen Wärmeerzeugungs-Widerständen versehen (die in der Zeichnung nicht sichtbar sind, da sie unterhalb der Düse 137 angebracht sind), um auf diese Weise die Stelle der Zufuhr von Wärme zu verändern, wobei die Widerstände mit Wählelektroden 141 (A1, A2, A3, A4, A5 und A6) und einer gemeinsamen Elektrode 142 versehen sind. 143 ist eine Trommel, die ein daran angebrachtes Aufzeichnungsempfangsmaterial in Umlauf versetzt und deren Umlaufgeschwindigkeit in geeigneter Weise mit der Tastgeschwindigkeit bzw. Ablenkgeschwindigkeit der Düse 137 synchronisierbar ist.

Eine Aufzeichnung erfolgte mit der vorstehend erläuterten Vorrichtung unter Verwendung von Schwarz 16-1000 (A. B. Dick) als flüssiges Aufzeichnungsmittel bzw. als Aufzeichnungs-Flüssigkeit und unter den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Bedingungen. Ferner gibt die folgende Tabelle 3 den Punktdurchmesser an, der bei dieser Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsempfangsmaterial durch Betätigung eines jeweiligen der Widerstände in dem elektrothermischen Wandler 138 erzielt wurde. Diese Ergebnisse zeigen, daß der auf dem Aufzeichnungsempfangsmaterial erzielte Punktdurchmesser der Flüssigkeit durch Änderung der Stelle der Zufuhr von Wärmeenergie zu der Düse 137 veränderbar ist.

Eine Bildaufzeichnung, die in der Weise ausgeführt ist, daß einer der sechs Wärmeerzeugungs-Widerstände entsprechend dem Eingangspegel von Aufzeichnungsinformationssignalen betätigt wird, ergibt daher ein klares Bild mit hervorragender Qualität und hoher Gradation.

Düsenöffnungsdurchmesser
100 µm
Düsenabtaststeigung	100 µm
Trommelumfangsgeschwindigkeit	10 cm/s
Signale an Widerstände	Impulse mit 15 V, 200 µs
Trommel-Düsen-Abstand	2 cm
Aufzeichnungsempfangsmaterial	gewöhnliches Papier

Tabelle 3

Beispiel B

Die Fig. 2 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung, das gleichfalls ein Klarbilddrucken ergibt; bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Aufzeichnungskopf 144 aus einer Düse 146 mit einer Düsenöffnung für den Ausstoß des flüssigen Aufzeichnungsmittels bzw. der Aufzeichnungs-Flüssigkeit und einem elektrothermischen Wandler 145 zusammengesetzt, welcher einen Teil der Düse 146 umgibt. Der Aufzeichnungskopf 144 ist über eine Rohrverbindung 147 an eine Pumpe 148 für die Zufuhr der Aufzeichnungs-Flüssigkeit zu der Düse 146 angeschlosssen, wobei die Flüssigkeit der Pumpe 148 gemäß der Darstellung durch den Pfeil in der Zeichnung zugeführt wird.

Ferner sind eine Ladeelektrode 149 für das Aufladen der nach Ausstoß aus der Düsenöffnung gebildeten Tröpfchen entsprechend den Aufzeichnungsinformationssignalen, Ablenkelektroden 150a und 150b für das Ablenken der Flugrichtung der auf diese Weise geladenen Tröpfchen, eine Abflußrinne 151 für die Rückgewinnung von für die Aufzeichnung nicht erforderlichen Tröpfchen und ein Aufzeichnungsempfangsmaterial 152 gezeigt.

Mit der vorstehend erläuterten Vorrichtung wurde eine Aufzeichnung mit Casio C.J.P-Tinte (Casio Co.) und unter den nachstehend in der Tabelle 4 angegebenen Bedingungen ausgeführt.

Düsenöffnungsdurchmesser
50 µm
Signale an Wandler 107	Konstantimpulse mit 15 V, 200 µs, 2 kHz
Ladeelektrodenspannung	0-200 V
Spannung zwischen Ablenkelektroden	1 kV
Düsen-Ladeelektroden-Abstand	4 mm

Beispiel C

Bei diesem Beispiel erfolgt die Bildaufzeichnung mit einem Vielfachdüsenöffnungs-Aufzeichnungskopf 165, der schematisch in perspektivischer Teilansicht in Fig. 23 gezeigt ist, in der der Aufzeichnungskopf 165 eine Anzahl von Düsen 166 mit jeweils einer Düsenöffnung für den Ausstoß der Aufzeichnungs-Flüssigkeit aufweist, wobei die Düsen 166 durch Tragelemente 167, 168, 169 und 170 zur Bildung einer Düsenreihe 171 in Parallelzustand gehalten sind und an eine gemeinsame Flüssigkeits- Versorgungskammer 172 angeschlossen sind, der die Flüssigkeit über ein Rohr 173 gemäß der Darstellung durch den Pfeil in der Zeichnung zugeführt wird.

Gemäß der Fig. 24, die einen Teilquerschnitt entlang der strichpunktierten Linie X″-Y″ in Fig. 23 zeigt, ist eine jeweilige Düse 166 an ihrer Oberfläche mit einem unabhängigen elektrothermischen Wandler 174 versehen, der aus einem an der Oberfläche der Düse 166 angebrachten Wärmeerzeugungselement 175, an den beiden Enden des Wärmeerzeugungselements 175 angebrachten Elektroden 176 und 177, einer Zuleitungselektrode 178, die allen Düsen gemeinsam ist und und mit der Elektrode 176 verbunden, ist, einer mit der Elektrode 177 verbundenen Wahlzuleitungselektrode 179 und einer Oxidationsschutzschicht 180 gebildet ist.

Ferner sind Isolierblätter 181 und 182 sowie Gummikissen 183, 186, 187 und 188 zum Verhindern eines mechanischen Zerbrechens der Düsen gezeigt.

Nach Empfang der der aufzuzeichnenden Information entsprechenden Signale entwickelt das Wärmeerzeugungselement 175 des elektrothermischen Wandlers 174 Wärme, die eine Zustandsänderung in der in dem Erwärmungskammerabschnitt der Düsen 166 enthaltenen Aufzeichnungs-Flüssigkeit verursacht, wodurch zur Ablagerung an einem Aufzeichnungsempfangsmaterial 191 ein Ausstoß von Tröpfchen der Flüssigkeit aus den Düsenöffnungen der Düsen 166 erfolgt.

Die Vorrichtung nach diesem Beispiel ergab unter den in der folgenden Tabelle 5 angegebenen Bedingungen ein außerordentlich klares Bild mit zufriedenstellender Qualität bei einem durchschnittlichen Punktdurchmesser von ungefähr 60 µm.

Düsenöffnungsdurchmesser
50 µm
Teilung der Düsen	4/mm
Geschwindigkeit des Aufzeichnungsempfangsmaterial	50 cm/s
Signale an Wandler	Impulse mit 01608 00070 552 001000280000000200012000285910149700040 0002002843064 00004 01489 15 V, 200 µs
Düsen-Material-Abstand	2 cm
Aufzeichnungsempfangsmaterial	Gewöhnliches Papier
Aufzeichnungs-Flüssigkeit	Casio C.J.P.-Tinte

Aufzeichnungsbilder mit hervorragender Qualität auf gewöhnlichem Papier können ferner mit flüssigen Aufzeichnungsmitteln bzw. Aufzeichnungs-Flüssigkeiten gemäß folgenden Zusammensetzungen No. 5 bis No. 9 erzielt werden:

No. 5
Gew.-%
Calcovd-Schwarz SR (American Cyanamid)
40
Diäthylenglykol	7,0
Dioxin (Warenzeichen)	0,1
Wasser	88,9

No. 6
Gew.-%
N-methyl-2-pyrrolidon, enthaltend 20 Gew.-% eines alkohollöslichen Nigrosinfarbstoffs
9
Polyäthylenglykol	16
Wasser	75

No. 7
Gew.-%
Kayaku-Direktblau BB (Nippon Koyaku)
4
Polyoxyäthylenmonopalmitat	1
Polyäthylenglykol	8,0
Dioxin (Warenzeichen)	0,1
Wasser	86,9

No. 8
Gew.-%
Kayaset-Rot 026 (Nippon Kayaku)
5
Polyoxyäthylenmonopalmitat	1
Polyäthylenglykol	5
Wasser	89

No. 9
Gew.-%
C. I. Direkt-Schwarz 40 (Sumitomo Chemical)
2
Polyvinylalkohol	1
Isopropylalkohol	3
Wasser	94

Claims (29)

1. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei dem Flüssigkeit aus einem Auslaßabschnitt zur Erzeugung fliegender Tröpfchen unter Einsatz eines Wärmeerzeugungswiderstandes ausstoßbar ist, der in einem Erwärmungskammerabschnitt angeordnet ist und der bei Anlegen elektrischer Signale an ihn einen sofortigen Zustandswechsel der Flüssigkeit im Erwärmungskammerabschnitt erzeugt, wobei durch den Zustandswechsel auf die dem Wärmeerzeugungswiderstand benachbarte Flüssigkeit eine Kraft ausgeübt wird, so daß die Flüssigkeit aus dem Auslaßabschnitt zur Erzeugung fliegender Tröpfchen ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungskammerabschnitt im Verlauf eines flüssigkeitsführenden Strömungspfades zwischen einem Einlaß- und dem Auslaßabschnitt angeordnet ist und daß der Erwärmungskammerabschnitt über den Einlaßabschnitt entlang des Strömungspfades zum Ersatz der in Form von Tröpfchen ausgestoßenen Flüssigkeit mit Flüssigkeit nachfüllbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erwärmungskammerabschnitt weitere Wärmeerzeugungswiderstände in Reihe entlang des Strömungspfades angebracht werden und daß durch wahlweises Betätigen eines oder mehrerer der Wärmeerzeugungswiderstände im Ansprechen auf Wählsignale die Größe der Tropfen gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Ausstoß eine der ausgestoßenen Menge entsprechende Menge an Flüssigkeit durch Volumenschwund von Bläschen und/oder erzwungenen Druck in den Erwärmungskammerabschnitt nachgefüllt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderung der Wärmemenge und/oder des Druckes der dem Erwärmungskammerabschnitt zugeführten Flüssigkeit die Größe der gebildeten Tröpfchen und/oder die Anzahl derselben je Zeiteinheit gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmemenge durch eine Veränderung der Zeitdauer der Wärmeerzeugung variiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tröpfchen auf gegenseitig beabstandeten Bahnen zur Fläche eines Aufzeichnungsempfangsmaterials gerichtet werden, indem mehrere jeweils eigene Wärmeerzeugungswiderstände umfassende Erwärmungskammerabschnitte zur gleichen Zeit betrieben werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchen gleichmäßig beabstandet sind und in den Folgen wahlweise elektrisch geladen und entweder abgelenkt oder abgefangen werden, wodurch ihre wahlweise Ablagerung an dem Bildempfangsmaterial veranlaßt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über der Breite eines Aufzeichnungsmaterials eine Vielzahl von Strömungspfaden vorgesehen sind, wobei das Aufzeichnungsmaterial von den Auslaßabschnitten beabstandet ist und die für die Aufzeichnung bestimmten Tröpfchen auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Auslaßabschnitt in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials entlang desselben bewegbar ist.

10. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Erwärmungskammerabschnitt einer Öffnung, die zum Ausstoßen der Flüssigkeit dient und die mit dem Erwärmungskammerabschnitt in Verbindung steht, einem elektrothermischen Wärmeerzeugungswiderstand, der mit dem Erwärmungskammerabschnitt in der Weise verbunden ist, daß Wärme zu der in dem Erwärmungskammerabschnitt enthaltenen Flüssigkeit übertragen werden kann und einer Schaltvorrichtung, die den Wärmeerzeugungswiderstand derart mit elektrischen Signalen versorgt, daß die Flüssigkeit zum Herbeiführen der Aufzeichnung aus der Öffnung ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungskammerabschnitt (Δl; 60) im Verlauf eines flüssigkeitsführenden Strömungspfades zwischen einem Einlaßabschnitt und der Öffnung (2; 15; 20; 66; 105) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit so unter Druck gesetzt ist, daß diese über den Einlaßabschnitt entlang des Strömungspfades zum Ersatz der in Form von Tröpfchen ausgestoßenen Flüssigkeit fließt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erwärmungskammer (Δl; 68) mehrere Wärmeerzeugungswiderstände in einer Reihe entlang des Strömungspfades der dem Erwärmungskammerabschnitt (Δl; 66) zugeführten Flüssigkeit angebracht sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch jeweils mit mehreren Erwärmungskammerabschnitten gekoppelte mehrere Wärmeerzeugungswiderstände den in den Erwärmungskammerabschnitten enthaltenen Flüssigkeitsmengen in der Weise entsprechend elektrischen Eingabesignalen Wärme zugeführt wird, daß mehrere getrennte Folgen von gleichförmig abgesonderten Tröpfchen zur Fläche eines Aufzeichnungsmaterials gerichtet werden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeugungswiderstand mindestens einen Teil einer Innenwandung des Erwärmungskammerabschnitts bildet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeugungswiderstand eine Schutzschicht (116) aufweist, die einen Abschnitt des Strömungspfades bildet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (74; 116) eine Dicke im Bereich von 0,01 bis 10 µm hat.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht einen Mehrschichtenaufbau aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungspfade von den Wärmeerzeugungswiderständen mittels eines isolierenden Materiales (70; 116) getrennt sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeugungswiderstand auf einer Wärmesammelschicht (114) aufgebracht ist und Elektroden aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmesammelschicht (114) eine Dicke im Bereich von 0,01 bis 50 µm hat.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeugungswiderstand (71; 115; 175) eine Dicke im Bereich von 0,001 bis 5 µm hat.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, gekennzeichnet durch eine Versorgungskammer (118), die zur Zuführung der Flüssigkeit aus einem Behälter zu den Erwärmungskammerabschnitten (Δl; 68) mit diesen verbunden ist, mehrere Öffnungen (100; 105), die jeweils mit den Erwärmungskammerabschnitten (Δl; 68) verbunden sind, mehrere Wärmeerzeugungswiderstände (97; 103; 113), die jeweils mindestens einen Abschnitt der Innenwand eines jeweiligen Erwärmungskammerabschnitts (Δl; 68) bilden, so daß die erzeugte Wärme zu der in dem jeweiligen Erwärmungskammerabschnitt (Δl; 68) enthaltenen Flüssigkeit übertragen wird, wobei die Wärmeerzeugungswiderstände eine Wählelektrode (111) und eine den Wärmererzeugungswiderständen gemeinsame Elektrode (110) aufweisen, sowie durch mehrere elektrische Schaltvorrichtungen, die jeweils zur Speisung der Wärmeerzeugungswiderstände mit unabhängigen elektrischen Informationssignalen für die Erzeugung thermischer Energie vorgesehen sind, die ausreicht, die Zustandswechsel herbeizuführen, wodurch eine Kraft erzeugt wird, durch die die Flüssigkeit aus der jeweiligen Öffnung ausgestoßen und die Aufzeichnung erzielt wird.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (116) das elektrische Kurzschließen zwischen den Wählelektroden (111) und der gemeinsamen Elektrode (110) verhindert.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählelektrode (111) entlang des Strömungspfades der dem Erwärmungskammerabschnitt (Δl; 68) zugeführten Flüssigkeit angebracht ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungspfade mit der Versorgungskammer (118) verbunden sind und daß die zu dem Erwärmungskammerabschnitt führenden Strömungspfade einen im wesentlichen konstanten Querschnitt haben und auf einem gemeinsamen planen Substrat zueinander parallel ausgebildet sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungskammerabschnitt (Δl; 68) eine Mündung mit einer Querschnittsfläche aufweist, die sich in Strömungsrichtung des Ausstoßes reduziert.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeugungswiderstand aus Metallborid besteht.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeugungswiderstand aus Tantalnitrid besteht.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (126) zum gleichzeitigen Ansteuern der mit einer gemeinsamen Elektrode (110) verbundenen Wärmeerzeugungswiderstände.